固体力学史与方法论的几点注记
本文讨论固体力学史与方法论的三个问题.第一个问题是21世纪的固体力学的发展有何新的趋势?从固体力学发展的历史长卷的展开来看,由农业社会关注农时的天文学发端的牛顿力学体系,到工业社会初期的刚体力学至工业社会的连续体力学,进到现代科学技术发展的后工业社会的计算力学与断裂力学,进而到了21世纪的信息、生物科学与技术的大发展,必然会凶恶与信息生物科技紧密辉映的新的力学.它与非平衡态不可逆过程和多尺度联接及多场耦合的特征不可分离.社会生产的”源”必然涌现新的”流”.第二个问题讨论这一新的力学所具有的特征:其一是多场耦合:力、热、电、磁、声、光、环境因素的作用;其二是由宏观—细观—微观—纳观等不同尺度下的力学行为及其跨尺度联接,构成现代固体力学的重要方面;其三是对生物与仿生材料力学行为的研究,必然牵涉到开放的、非平衡的且远离平衡态的不可逆的连续热力学.第三个问题是由此引起的研究固体力学问题方法论的拓广:如果说原本由牛顿力学框架中建立的以弹塑性理论为表征的固体力学理论,从动力学方程、几何(运动学)关系及本构方程和相应的初始及边界条件描述的定界问题或由能量原理描述的泛函变分提法,随着多场耦合与跨尺度连接问题的提出,便更一般地要求从物理学的基础上来描述固体力学的新的框架.它必然要考虑新的以往未曾深入研究的驱动力:如原子结合力,范德华力,以及与表面、界面能相关的广义力(或构型力),即固体力学更”物理化”了.联系上述三个问题,本文还讨论了现代固体力学在工程应用中的新特点.
固体力学史 方法论 跨尺度 拓广 多场耦合 材料力学 本构方程
余寿文
清华大学工程力学系
国内会议
北京
中文
111-118
2003-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）